印度“月船3號(hào)”在月球高緯度地區(qū)進(jìn)行“探礦”，其發(fā)回的數(shù)據(jù)分析表明：這里存在古代巖漿洋的遺跡，相關(guān)成果于北京時(shí)間8月21日23時(shí)在權(quán)威科學(xué)期刊《自然》（Nature）上發(fā)表。

這是人類首次對月球南極高地化學(xué)成分進(jìn)行的原位測量，提供了第一個(gè)在幾十米范圍內(nèi)密集采樣的測量結(jié)果，可在全面了解月球的起源和演化方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

月球巖漿洋（LMO, the Lunar Magma Ocean）假說是學(xué)界普遍接受的月球起源假說之一。該假說認(rèn)為，月球早期曾發(fā)生了全球性熔融，形成了深達(dá)幾百公里的巖漿洋。隨著巖漿洋冷卻，密度較低的含鐵斜長巖浮到了月球表面，較重的礦物則下沉形成月幔。這個(gè)假說可被推廣至地球、火星以及其他天體，成為解釋太陽系類地行星演化的一個(gè)重要假說。

然而，這一假說尚未得到充分驗(yàn)證，也曾遭到從月球帶回的樣本分析的質(zhì)疑。過去對月球地質(zhì)的研究依賴于月球中緯度地區(qū)任務(wù)采集的樣本。阿波羅16號(hào)、月球20號(hào)和嫦娥4號(hào)任務(wù)收集的樣品精確地測量了月球赤道到中緯度地區(qū)表層的化學(xué)成分，但采樣相對稀疏。對月球高緯度地區(qū)的測量始終缺失。

印度月船3號(hào)的Pragyan月球車首次在月球南部高緯度地區(qū)進(jìn)行α粒子X射線光譜儀（APXS）實(shí)驗(yàn)，利用光譜儀檢測月球月壤的元素組成，沿著月球表面103米長的路徑上的不同位置進(jìn)行了23次測量。Chandrayaan-3 APXS觀測提供了第一個(gè)在幾十米范圍內(nèi)密集采樣的測量結(jié)果，只有少數(shù)幾個(gè)月球高地風(fēng)化層的地點(diǎn)才有類似精度的成分測量。

論文作者Santosh Vadawale和同事對Pragyan月球車測量結(jié)果的分析顯示，月球南極洲高地風(fēng)化層具有實(shí)質(zhì)性空間均勻性。APXS測量表明，登陸器周圍的月壤由相對統(tǒng)一的元素組成，主要為含鐵斜長巖，這是月球巖漿海（LMO）結(jié)晶的產(chǎn)物，表明維克拉姆登陸點(diǎn)的成分與月球巖漿洋假說一致。

月船3號(hào)著陸地和APXS觀測點(diǎn)。

作者指出，月球南極的成分測量結(jié)果介于阿波羅16號(hào)和月球20號(hào)任務(wù)從月球赤道區(qū)域采集的樣本之間。這些地理距離遙遠(yuǎn)的樣本中月球土壤化學(xué)成分的相似性，證實(shí)了月球巖漿洋假說的一個(gè)關(guān)鍵預(yù)測：月球的化學(xué)演化始于巖漿洋凝固的分化。

此外，在月球巖漿海假說前提下月球地殼形成的不同可能情景中，APXS測量結(jié)果支持分層地殼形成模型，認(rèn)為月球的上地殼由約80%-90%的鐵斜長巖組成，下地殼則富含含鎂礦物，如橄欖石和輝石。

APXS光譜和測得的月球元素豐度。

此研究首次對高緯度月球高地的化學(xué)成分進(jìn)行原位測量，對于評估月球隕石的來源、隕石坑配對意義重大。更重要的是，APXS測量觀測到的實(shí)質(zhì)性空間均勻性使該區(qū)域成為遙感觀測的獨(dú)特校準(zhǔn)點(diǎn)，對規(guī)劃未來月球高地的飛行任務(wù)具有重要意義。 

“月船3號(hào)”探測器為印度空間研究組織（ISRO）設(shè)計(jì)，于2023年7月發(fā)射升空。其攜帶的維克拉姆（Vikram）著陸器高約2米，重約1700公斤，包含26公斤重的Pragyan月球車，于同年8月在月球南極成功實(shí)現(xiàn)軟著陸。維克拉姆著陸器在展開探測的兩周內(nèi)取得一系列重要發(fā)現(xiàn)，如發(fā)現(xiàn)在月球極點(diǎn)附近旋轉(zhuǎn)的稀薄的離子和電子混合物、疑似觀測到月震，證實(shí)南極附近的月球表面存在硫等，多個(gè)研究發(fā)現(xiàn)曾登上Nature期刊。